【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及水力發電機輔助設備，具體涉及一種水輪發電機組雙機冗余且掉電自保持的轉速測量裝置及方法。
技術介紹
1、轉速測量裝置在水輪發電機組啟停控制以及過速保護方面起到重要作用，轉速測量裝置穩定可靠運行是保證機組安全的關鍵因素。
2、轉速測量裝置是同時采用機組齒盤和pt殘壓兩種測頻方式冗余輸入，經邏輯運算后，輸出十余路所需開關量轉速信號，并提供2路及以上的4-20ma模擬量輸出。
3、當前轉速測量裝置一般采用2路齒盤和1路pt殘壓信號輸入，經單套plc邏輯運算后，輸出開關量轉速信號和模擬量轉速信號。
4、當前的水力發電機組轉速測量裝置存在如下缺陷：
5、（1）當前轉速測量裝置的原理如圖1所示，采用了單plc進行邏輯運算，當plc出現死機等故障后，將導致輸出開關量和模擬量信號異常，從而影響機組正常運行。
6、（2）當前轉速測量裝置的16路開關量轉速信號輸出均采用了plc單通道輸出，如機組在正常運行中≥90%等轉速繼電器需要一直得電保持，當plc故障停止開關量輸出或轉速測量裝置失電，將導致≥90%等轉速繼電器失電，從而影響機組正常運行；如圖2所示。
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題是提供一種水輪發電機組雙機冗余且掉電自保持的轉速測量裝置及方法，解決當前轉速測量裝置只有單套plc控制，如其故障導致整個裝置無法運行，并解決當前轉速測量裝置的開關量輸出轉速信號在plc故障或轉速測量裝置失電等情況下誤動作的問題。。p>
2、為解決上述技術問題，本專利技術所采用的技術方案是：
3、水輪發電機組雙機冗余且掉電自保持的轉速測量裝置，包括a套plc和b套plc以及與其對應連接的a套觸摸屏和b套觸摸屏，還包括齒盤探頭1和齒盤探頭2，齒盤探頭1和齒盤探頭2用于檢測跟隨水輪機旋轉的齒盤信號，齒盤探頭1和齒盤探頭2的探測信號同時輸入a套plc和b套plc的輸入端，殘壓pt信號與整形模塊1和整形模塊2的輸入端、24v電源與整形模塊1和整形模塊2的電源供給端通過整形控制電路連接，使得在整形模塊1正常工作時由整形模塊1將整形后的殘壓pt信號同時輸入至a套plc和b套plc的輸入端，當整形模塊1故障時切換至由整形模塊2將整形后的殘壓pt信號同時輸入至a套plc和b套plc的輸入端。
4、上述的a套plc和b套plc的接收齒盤探頭1和齒盤探頭2的探測信號及殘壓pt信號并輸出開關量轉速信號和模擬量轉速信號，a套plc作為主用優先控制器，通過a套plc和b套plc之間的連接電路判斷a套plc故障或者a套plc的齒盤探測和pt信號均故障后，b套plc轉為主用。
5、上述的a套plc和b套plc之間的連接電路為：
6、a套plc的3個開關量輸出y0-y2與b套plc的3個開關量輸入x4-x6相連接，由a套plc的3個開關量輸出發送設定的信號，b套plc的3個開關量輸入接收設定的信號并判斷a套plc及信號狀態，如若a套plc故障，則b套plc的開關量輸出y3轉為高電平。
7、上述的整形控制電路結構為：
8、24v電源與整形模塊1之間通過供電控制繼電器k22的常閉開關連接，24v電源與整形模塊2之間通過供電控制繼電器k22的常開開關連接；
9、殘壓pt信號與整形模塊1輸入端通過pt信號輸入切換繼電器k23的常閉開關連接，殘壓pt信號與整形模塊2輸入端通過pt信號輸入切換繼電器k23的常開開關連接；
10、整形模塊1輸出端與a套plc和b套plc的輸入端通過脈沖輸出切換繼電器k24的常閉開關連接，整形模塊2輸出端與a套plc和b套plc的輸入端通過脈沖輸出切換繼電器k24的常開開關連接。
11、上述的b套plc的開關量輸出y1與整形模塊切換繼電器k25的線圈電連接，整形模塊切換繼電器k25的線圈另一端與24v電源的正極連接；
12、供電控制繼電器k22、pt信號輸入切換繼電器k23以及脈沖輸出切換繼電器k24的線圈兩端并聯，并聯的兩端分別連接24v電源的正極以及整形模塊切換繼電器k25的常開開關，整形模塊切換繼電器k25的常開開關上端與24v電源的負極連接。
13、上述的a套plc和b套plc的16路開關量信號倆倆對應并聯，倆倆對應并聯后與對應轉速繼電器連接以控制轉速繼電器開合，由轉速繼電器的輔助開關的狀態判斷當前轉速區間值。
14、上述的a套plc和b套plc、a套觸摸屏和b套觸摸屏以及齒盤探頭1和齒盤探頭2的電源為220v交流與24v開關電源的組合以及dc24v電源的雙輸入
15、a套plc和a套觸摸屏由dc24v電源供電并由a套系統電源控制繼電器k28的常閉開關控制，電源控制繼電器k28線圈一端與b套plc的開關量輸出y0電連接，電源控制繼電器k28線圈另一端與24v電源的正極連接；
16、b套plc和b套觸摸屏、齒盤探頭1和齒盤探頭2由220v交流與24v開關電源的組合供電。
17、上述的220v交流與24v開關電源的組合輸出端設有電源監視1繼電器k26，dc24v電源的輸出端設有電源監視2繼電器k27，電源監視1繼電器k26和電源監視2繼電器k27的常開開關串聯，串聯兩端連接監控系統。
18、上述的a套plc和b套plc各有4路模擬量輸出，a套plc的4路模擬量輸出與第一至第四模擬量切換繼電器k29-k32的常閉開關連接，b套plc的4路模擬量輸出與第一至第四模擬量切換繼電器k29-k32的常開開關連接；
19、b套plc的開關量輸出y2與4路模擬量切換繼電器k33的線圈一端連接，4路模擬量切換繼電器k33的線圈另一端與24v電源的正極連接；
20、第一至第四模擬量切換繼電器k29-k32的線圈兩端并聯，并聯的兩端一端連接24v電源的正極連接，另一端與4路模擬量切換繼電器k33的常開開關連接，4路模擬量切換繼電器k33的常開開關上端與24v電源的負極連接。
21、使用上述水輪發電機組雙機冗余且掉電自保持的轉速測量裝置的轉速測量方法，a套plc的開關量輸出y0發送5hz信號至b套plc的開關量輸入x4，a套plc的開關量輸出y1發送低電平信號至b套plc的開關量輸入x5，a套plc的開關量輸出y2發送2路齒盤和殘壓pt信號均故障的低電平至b套plc的開關量輸入x6；
22、當b套plc的開關量輸入x4沒有接收到5hz信號或者x5沒有接收到低電平信號，即判斷a套plc死機；當a套plc正常工作情況下，b套plc的開關量輸入x6接收到低電平信號，則判斷a套的2路齒盤和殘壓pt信號均故障；
23、當b套plc判斷a套plc死機或a套的齒盤和pt信號均故障后，b套plc接手為主用，同步開出轉速開關量信號。
24、本專利技術提供的一種水輪發電機組雙機冗余且掉電自保持的轉速測量裝置及方法，設計了雙plc系統同時計算，同時雙plc獨立配備觸本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.水輪發電機組雙機冗余且掉電自保持的轉速測量裝置，其特征在于，包括A套PLC和B套PLC以及與其對應連接的A套觸摸屏和B套觸摸屏，還包括齒盤探頭1和齒盤探頭2，齒盤探頭1和齒盤探頭2用于檢測跟隨水輪機旋轉的齒盤信號，齒盤探頭1和齒盤探頭2的探測信號同時輸入A套PLC和B套PLC的輸入端，殘壓PT信號與整形模塊1和整形模塊2的輸入端、24V電源與整形模塊1和整形模塊2的電源供給端通過整形控制電路連接，使得在整形模塊1正常工作時由整形模塊1將整形后的殘壓PT信號同時輸入至A套PLC和B套PLC的輸入端，當整形模塊1故障時切換至由整形模塊2將整形后的殘壓PT信號同時輸入至A套PLC和B套PLC的輸入端。
2.根據權利要求1中所述的水輪發電機組雙機冗余且掉電自保持的轉速測量裝置，其特征在于，所述的A套PLC和B套PLC的接收齒盤探頭1和齒盤探頭2的探測信號及殘壓PT信號并輸出開關量轉速信號和模擬量轉速信號，A套PLC作為主用優先控制器，通過A套PLC和B套PLC之間的連接電路判斷A套PLC故障或者A套PLC的齒盤探測和PT信號均故障后，B套PLC轉為主用。
3.
4.根據權利要求3中所述的水輪發電機組雙機冗余且掉電自保持的轉速測量裝置，其特征在于，所述的整形控制電路結構為：
5.根據權利要求4中所述的水輪發電機組雙機冗余且掉電自保持的轉速測量裝置，其特征在于，所述的B套PLC的開關量輸出Y1與整形模塊切換繼電器K25的線圈電連接，整形模塊切換繼電器K25的線圈另一端與24V電源的正極連接；
6.根據權利要求5中所述的水輪發電機組雙機冗余且掉電自保持的轉速測量裝置，其特征在于，所述的A套PLC和B套PLC的16路開關量信號倆倆對應并聯，倆倆對應并聯后與對應轉速繼電器連接以控制轉速繼電器開合，由轉速繼電器的輔助開關的狀態判斷當前轉速區間值。
7.根據權利要求5中所述的水輪發電機組雙機冗余且掉電自保持的轉速測量裝置，其特征在于，所述的A套PLC和B套PLC、A套觸摸屏和B套觸摸屏以及齒盤探頭1和齒盤探頭2的電源為220V交流與24V開關電源的組合以及DC24V電源的雙輸入
8.根據權利要求7中所述的水輪發電機組雙機冗余且掉電自保持的轉速測量裝置，其特征在于，所述的220V交流與24V開關電源的組合輸出端設有電源監視1繼電器K26，DC24V電源的輸出端設有電源監視2繼電器K27，電源監視1繼電器K26和電源監視2繼電器K27的常開開關串聯，串聯兩端連接監控系統。
9.根據權利要求8中所述的水輪發電機組雙機冗余且掉電自保持的轉速測量裝置，其特征在于，所述的A套PLC和B套PLC各有4路模擬量輸出，A套PLC的4路模擬量輸出與第一至第四模擬量切換繼電器K29-K32的常閉開關連接，B套PLC的4路模擬量輸出與第一至第四模擬量切換繼電器K29-K32的常開開關連接；
10.使用上述權利要求9中所述的水輪發電機組雙機冗余且掉電自保持的轉速測量裝置的轉速測量方法，其特征在于，A套PLC的開關量輸出Y0發送5Hz信號至B套PLC的開關量輸入X4，A套PLC的開關量輸出Y1發送低電平信號至B套PLC的開關量輸入X5，A套PLC的開關量輸出Y2發送2路齒盤和殘壓PT信號均故障的低電平至B套PLC的開關量輸入X6；
...【技術特征摘要】
1.水輪發電機組雙機冗余且掉電自保持的轉速測量裝置，其特征在于，包括a套plc和b套plc以及與其對應連接的a套觸摸屏和b套觸摸屏，還包括齒盤探頭1和齒盤探頭2，齒盤探頭1和齒盤探頭2用于檢測跟隨水輪機旋轉的齒盤信號，齒盤探頭1和齒盤探頭2的探測信號同時輸入a套plc和b套plc的輸入端，殘壓pt信號與整形模塊1和整形模塊2的輸入端、24v電源與整形模塊1和整形模塊2的電源供給端通過整形控制電路連接，使得在整形模塊1正常工作時由整形模塊1將整形后的殘壓pt信號同時輸入至a套plc和b套plc的輸入端，當整形模塊1故障時切換至由整形模塊2將整形后的殘壓pt信號同時輸入至a套plc和b套plc的輸入端。
2.根據權利要求1中所述的水輪發電機組雙機冗余且掉電自保持的轉速測量裝置，其特征在于，所述的a套plc和b套plc的接收齒盤探頭1和齒盤探頭2的探測信號及殘壓pt信號并輸出開關量轉速信號和模擬量轉速信號，a套plc作為主用優先控制器，通過a套plc和b套plc之間的連接電路判斷a套plc故障或者a套plc的齒盤探測和pt信號均故障后，b套plc轉為主用。
3.根據權利要求2中所述的水輪發電機組雙機冗余且掉電自保持的轉速測量裝置，其特征在于，所述的a套plc和b套plc之間的連接電路為：
4.根據權利要求3中所述的水輪發電機組雙機冗余且掉電自保持的轉速測量裝置，其特征在于，所述的整形控制電路結構為：
5.根據權利要求4中所述的水輪發電機組雙機冗余且掉電自保持的轉速測量裝置，其特征在于，所述的b套plc的開關量輸出y1與整形模塊切換繼電器k25的線圈電連接，整形模塊切換繼電器k25的線圈另一端與24v電源的正極連接；
【專利技術屬性】
技術研發人員：周立成，赫晉喆，翟玉杰，張鵬，艾遠高，王本紅，朱斌，陳浩，劉松林，張堃，宗開華，白二，程實，甘泉，岳騰飛，
申請(專利權)人：中國長江電力股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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